JP2016075667A - Cooling device with cryostat and cold head having reduced mechanical coupling - Google Patents

Cooling device with cryostat and cold head having reduced mechanical coupling Download PDF

Info

Publication number
JP2016075667A
JP2016075667A JP2015183984A JP2015183984A JP2016075667A JP 2016075667 A JP2016075667 A JP 2016075667A JP 2015183984 A JP2015183984 A JP 2015183984A JP 2015183984 A JP2015183984 A JP 2015183984A JP 2016075667 A JP2016075667 A JP 2016075667A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cold head
cooling device
cryogenic
cryostat
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015183984A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6533726B2 (en
Inventor
ヴィカス パトリック
Wikus Patrick
ヴィカス パトリック
ボン ステフェン
Bonn Steffen
ボン ステフェン
ハルシュ ハインリヒ
Harsch Heinrich
ハルシュ ハインリヒ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bruker Biospin GmbH
Original Assignee
Bruker Biospin GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bruker Biospin GmbH filed Critical Bruker Biospin GmbH
Publication of JP2016075667A publication Critical patent/JP2016075667A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6533726B2 publication Critical patent/JP6533726B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C3/00Vessels not under pressure
    • F17C3/02Vessels not under pressure with provision for thermal insulation
    • F17C3/08Vessels not under pressure with provision for thermal insulation by vacuum spaces, e.g. Dewar flask
    • F17C3/085Cryostats
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D19/00Arrangement or mounting of refrigeration units with respect to devices or objects to be refrigerated, e.g. infrared detectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/08Mounting arrangements for vessels
    • F17C13/086Mounting arrangements for vessels for Dewar vessels or cryostats
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/30Sample handling arrangements, e.g. sample cells, spinning mechanisms
    • G01R33/31Temperature control thereof
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/38Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/3804Additional hardware for cooling or heating of the magnet assembly, for housing a cooled or heated part of the magnet assembly or for temperature control of the magnet assembly
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/38Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/381Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets
    • G01R33/3815Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets with superconducting coils, e.g. power supply therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/46NMR spectroscopy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/17Re-condensers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00Problems to be solved
    • F25B2500/13Vibrations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/14Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
    • F25B9/145Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle pulse-tube cycle
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F6/00Superconducting magnets; Superconducting coils
    • H01F6/04Cooling

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling device that enables an NMR (Nuclear Magnetic Resonance) measurement with fewer disturbances caused by external vibrations to be performed.SOLUTION: A cooling device 20 has a cryostat 23 and a cold head 1, and the cryostat includes: a vacuum container 4 with a vacuum container wall 4a sealing off vacuum inside the vacuum container 4 from an environment; and a cryogenic container 2 having a cryogenic container wall 2c for a cryogenic liquid or cryogenic gas. The cryogenic container is arranged inside the vacuum container, and the cryogenic container wall 2c seals off the inside of the cryogenic container from the vacuum of the vacuum container. A room temperature part 1a of a cold head is mounted to the vacuum container wall in a vibration-damped fashion by a decoupling element 5, and a cooling arm 1b of the cold head protrudes inward an access opening 13 of a cryostat to the cryogenic container along a long-side direction axis LA. A flexible sealing section 6 is provided that connects the vacuum container wall directly or indirectly to the room temperature part of the cold head, and the flexible sealing section seals off the inside of the cryogenic container from the environment.SELECTED DRAWING: Figure 2a

Description

本発明は、クライオスタットとコールドヘッド、特にパルス管冷凍機のコールドヘッドとを含む冷却デバイスに関し、クライオスタットは、
− 真空容器壁を備え、真空容器壁は真空容器内部の真空を環境から封鎖する、真空容器と、
− 極低温容器壁を有する、極低温液体および/または極低温気体用の極低温容器とを含み、極低温容器は真空容器内部に配置されており、極低温容器壁は極低温容器の内部を真空容器の真空から封鎖しており、コールドヘッドの室温部が切離し要素(decoupling element)により真空容器壁に振動を減衰するように取り付けられており、コールドヘッドの冷却アームが、長手方向軸に沿って、極低温容器への、クライオスタットのアクセス開口部内に突出しており、真空容器壁をコールドヘッドの室温部に直接または間接的に接続する可撓封止部分が設けられている。
The present invention relates to a cooling device including a cryostat and a cold head, in particular, a cold head of a pulse tube refrigerator,
-A vacuum vessel wall, the vacuum vessel wall sealing the vacuum inside the vacuum vessel from the environment; and
-A cryogenic vessel for cryogenic liquids and / or cryogenic gases having a cryogenic vessel wall, the cryogenic vessel being arranged inside the vacuum vessel, the cryogenic vessel wall being located inside the cryogenic vessel It is sealed from the vacuum of the vacuum vessel, the room temperature part of the cold head is attached to the vacuum vessel wall by a decoupling element to dampen the vibration, and the cooling arm of the cold head is aligned along the longitudinal axis Thus, there is provided a flexible sealing portion protruding into the cryostat access opening to the cryogenic vessel and directly or indirectly connecting the vacuum vessel wall to the room temperature portion of the cold head.

このタイプの冷却デバイスが米国特許第7,287,387(B2)号に開示されている。   This type of cooling device is disclosed in US Pat. No. 7,287,387 (B2).

核磁気共鳴(NMR:nuclear magnetic resonance)装置、特にNMR分光計およびNMR断層撮影装置は、超伝導電磁コイルにより生成されることが多い強磁場を必要とする。超伝導電磁コイルは極低温度で操作されなければならない。このため、電磁コイルは、通常、極低温液体、例えば液体ヘリウムで満たされている、クライオスタットの極低温タンク内に配置されている。長期的に動作温度を維持しかつ同時に極低温液体の消費を最小限にするために、コールドヘッドの冷却アームが、熱を引き出す極低温タンク内に突出している。極低温タンクは、断熱のために真空タンクにより取り囲まれている。   Nuclear magnetic resonance (NMR) devices, particularly NMR spectrometers and NMR tomography devices, require strong magnetic fields that are often generated by superconducting electromagnetic coils. Superconducting electromagnetic coils must be operated at extremely low temperatures. For this reason, the electromagnetic coil is usually placed in a cryostat cryogenic tank that is filled with a cryogenic liquid, such as liquid helium. In order to maintain the operating temperature over the long term and at the same time minimize the consumption of cryogenic liquid, the cooling arm of the cold head protrudes into the cryogenic tank that draws heat. The cryogenic tank is surrounded by a vacuum tank for thermal insulation.

NMR測定が、特にクライオスタットに取り付けられているコールドヘッド経由で導入されるNMR装置の機械的振動により、妨害される可能性がある。   NMR measurements can be disturbed by mechanical vibrations of the NMR device introduced via a cold head attached to the cryostat.

適用されることが多いパルス管冷却原理に基づいて冷却する場合、作動ガス(working gas)の周期的な圧力変動がコールドヘッド内で確立される。この目的のために、制御弁が、作動ガスの高圧槽と低圧槽とをコールドヘッドに交互に接続する。制御弁の切替え周波数(change−over frequency)は、通常、約1から2Hzである。コールドヘッドにおける外乱振動は、他の冷却原理(例えば、スターリング(Stirling)、ギフォードマクマホン(Gifford−McMahon))でも発生する。   When cooling based on the pulse tube cooling principle that is often applied, periodic pressure fluctuations of the working gas are established in the cold head. For this purpose, a control valve alternately connects a high pressure tank and a low pressure tank of working gas to the cold head. The change-over frequency of the control valve is typically about 1 to 2 Hz. Disturbance vibrations in the cold head also occur with other cooling principles (eg, Stirling, Gifford-McMahon).

欧州特許出願公開第0780698(A1)号は、冷却手段と極低温タンクとの間の機械的切離しを有するNMRデバイスを記載している。   European Patent Application 0780698 (A1) describes an NMR device having a mechanical decoupling between the cooling means and the cryogenic tank.

米国特許第7,287,387(B2)号は、超伝導磁石を冷却する装置を開示しており、2段コールドヘッドが、ヘリウムで満たされておりかつ真空室により取り囲まれている内室内に突出している。コールドヘッドの室温部は、ばねを介して真空室に取り付けられているコールドヘッドフランジに取り付けられている。真空タンクを環境から封鎖するために、ベローがコールドヘッドフランジと真空室の外壁との間に配置されている。また、内室に対して真空タンクを封止するために、コールドヘッドフランジを内室の壁に接続するためにもベローが設けられている。ばね上でのコールドヘッドの振動取付け(oscillating mounting)は、真空室上でコールドヘッドを固定することによる真空室への振動の導入を最小限にする。しかし、真空室および内室を封止するために使用される、片側だけ加圧されるベローは、依然として、コールドヘッドと真空室との間にかつコールドヘッドと内室との間に、無視できない機械的結合を引き起こす。   U.S. Pat. No. 7,287,387 (B2) discloses an apparatus for cooling a superconducting magnet in which a two-stage cold head is filled with helium and surrounded by a vacuum chamber. It protrudes. The room temperature portion of the cold head is attached to a cold head flange attached to the vacuum chamber via a spring. A bellows is placed between the cold head flange and the outer wall of the vacuum chamber to seal the vacuum tank from the environment. A bellows is also provided to connect the cold head flange to the inner chamber wall to seal the vacuum tank to the inner chamber. Oscillating mounting of the cold head on the spring minimizes the introduction of vibration into the vacuum chamber by securing the cold head on the vacuum chamber. However, the bellows that are pressurized only on one side, used to seal the vacuum chamber and the inner chamber, are still not negligible between the cold head and the vacuum chamber and between the cold head and the inner chamber. Causes mechanical coupling.

米国特許第5,018,359号は、コールドヘッドが磁気シールドに取り付けられておりかつコールドヘッドの1つの冷却アームが真空容器内に突出している極低温冷却装置を開示しており、冷却段が2つの熱放射遮蔽に結合されている。ベローが、真空を環境から封鎖するために、コールドヘッドのフランジと真空容器の外壁との間に使用されている。またこの場合、片側だけ加圧されるベローは、コールドヘッドとの無視できない機械的結合を引き起こす。   U.S. Pat. No. 5,018,359 discloses a cryogenic cooling device in which a cold head is attached to a magnetic shield and one cooling arm of the cold head protrudes into the vacuum vessel. Coupled to two thermal radiation shields. Bellows are used between the cold head flange and the outer wall of the vacuum vessel to seal the vacuum from the environment. Also in this case, the bellows that is pressurized only on one side causes a non-negligible mechanical connection with the cold head.

DE102004034729(B4)はクライオスタット構成を開示しており、コールドヘッドがばねを介してクライオスタットの外壁に取り付けられている。コールドヘッドの1つの冷却アームがヘリウム容器のネックチューブ内に突出している。冷却アームの上方冷却段と熱放射遮蔽との間に熱的結合を確立するために、ガスギャップが間に残存しているフィン付結合面が設けられている。   DE102004034729 (B4) discloses a cryostat configuration, in which the cold head is attached to the outer wall of the cryostat via a spring. One cooling arm of the cold head protrudes into the neck tube of the helium vessel. In order to establish a thermal coupling between the upper cooling stage of the cooling arm and the thermal radiation shield, a finned coupling surface is provided with a gas gap remaining therebetween.

本発明の根底にある目的は、特に、外部振動に起因する外乱が殆どないNMR測定の実施を可能にするために、コールドヘッドとクライオスタットとの間の機械的結合がさらに減少した冷却デバイスを提示することである。   The object underlying the present invention is to present a cooling device with a further reduced mechanical coupling between the cold head and the cryostat, in particular in order to be able to perform NMR measurements with little disturbance due to external vibrations. It is to be.

本目的は、可撓性封止部分が極低温容器の内部を環境から封鎖することを特徴とする、前述のタイプの冷却デバイスにより、驚くほど簡単で効果的なやり方で達成される。   This object is achieved in a surprisingly simple and effective manner by a cooling device of the aforementioned type, characterized in that the flexible sealing part seals the interior of the cryogenic container from the environment.

本発明の冷却デバイスでは、特に、締め具それ自体により、振動がコールドヘッドによって真空容器内に導入されないように、コールドヘッドは切離し要素により真空室壁に振動を減衰するように取り付けられている。冷却アームがアクセス開口部内にまたは極低温容器内に突出しているので、アクセス開口部または極低温容器は、極低温容器内部の冷媒(極低温液体または関連気体)が消失しないようにまたは汚れないように、封止されていなければならない。   In the cooling device according to the invention, in particular, the fastener itself is attached to the vacuum chamber wall by means of a separating element so that the vibration is not introduced into the vacuum vessel by the cold head. Because the cooling arm protrudes into the access opening or into the cryocontainer, the access opening or cryocontainer is protected from losing or fouling the refrigerant (cryogenic liquid or related gas) inside the cryocontainer And must be sealed.

(コールドヘッドに剛結合されている任意の要素を含む)アクセス開口部内に挿入されるコールドヘッドに加えて、アクセス開口部もまた可撓性封止部分により封止される。本発明によれば、後者は、少なくとも部分的にガス状の冷媒が貯蔵されている極低温容器の内部を、空気を含む環境から封鎖する。これに関連して、ガス圧が可撓性封止部分の2つの側の各々において優勢であり、極低温容器のガス圧と環境のガス圧とは、可撓性封止部分において互いに少なくとも部分的に補償する。2つの側の間の圧力差は、通常、0mbarと50mbarの間、大抵25mbar未満であり、若干より高いガス圧が極低温容器内で確立される。これは、ガスの圧力差による可撓性封止部分上の機械的張力を防止するかまたは少なくとも最小限にする。コールドヘッドが振動する場合、可撓性封止部分は、次いで、実質的に自由に振動し、それによりクライオスタットへの振動の移送を最小限にする。これにより、極低温容器内に超伝導磁石を有する冷却デバイスを使用するNMR測定の外乱が最小限になる。   In addition to the cold head inserted into the access opening (including any element rigidly coupled to the cold head), the access opening is also sealed by a flexible sealing portion. According to the invention, the latter seals the interior of the cryogenic container in which the gaseous refrigerant is stored at least partially from the environment containing air. In this connection, the gas pressure prevails on each of the two sides of the flexible sealing part, and the gas pressure of the cryocontainer and the gas pressure of the environment are at least part of each other in the flexible sealing part. Compensate. The pressure difference between the two sides is usually between 0 and 50 mbar, usually less than 25 mbar, and a slightly higher gas pressure is established in the cryogenic vessel. This prevents or at least minimizes mechanical tension on the flexible sealing portion due to gas pressure differentials. When the cold head vibrates, the flexible sealing portion then vibrates substantially freely, thereby minimizing the transfer of vibration to the cryostat. This minimizes NMR measurement disturbances using a cooling device having a superconducting magnet in a cryogenic vessel.

コールドヘッドとクライオスタットとの間の機械的接続のみは、極低温容器のガス圧およびまた周囲圧力に晒される1つまたは複数の可撓性封止部分を介して、かつ切離し要素を介して、実現されることが好ましい。本発明によれば、特に、真空およびまた周囲圧力または極低温容器のガス圧に晒されかつ必要とされる固体性および結果として生じる機械的張力による相当な機械的結合を引き起こすと考えられる可撓性封止要素を介した、コールドヘッドとクライオスタットとの間の機械的接続はない。   Only the mechanical connection between the cold head and the cryostat is realized via one or more flexible sealing parts that are exposed to the gas pressure of the cryogenic vessel and also to the ambient pressure, and via the separating element It is preferred that In accordance with the present invention, it is particularly flexible to be exposed to vacuum and also to ambient or cryogenic vessel gas pressure and cause considerable mechanical coupling due to the required solidity and resulting mechanical tension. There is no mechanical connection between the cold head and the cryostat via the permeable sealing element.

本発明によれば、(コールドヘッドに剛結合されている全ての要素を含む)コールドヘッドは、真空容器を封止することに関与していない。むしろ、真空容器は、コールドヘッド(およびコールドヘッドに剛結合されている全ての要素)とは無関係に、気密に封止される。したがって、真空容器を環境からまたは極低温容器から封鎖するために、可撓性封止部分を構築する必要はない。したがって、真空容器またはその壁は、完全に剛性であるように設計され得る。   According to the present invention, the cold head (including all elements rigidly coupled to the cold head) is not involved in sealing the vacuum vessel. Rather, the vacuum vessel is hermetically sealed independent of the cold head (and all elements that are rigidly coupled to the cold head). Thus, there is no need to construct a flexible sealing portion to seal the vacuum vessel from the environment or from the cryogenic vessel. Thus, the vacuum vessel or its wall can be designed to be completely rigid.

要約すれば、本発明によれば、可撓性封止部分は、コールドヘッドの室温部をクライオスタットに(一般に、極低温容器壁から真空容器壁への移行領域内に)気密に接続し、周囲圧力が封止部分の外側で優勢であり(通常、約1000mbar)かつ極低温容器の圧力は内側で優勢である(通常、約1020mbar、極低温容器は極低温液体を含み、この上方に関連ガス、例えばヘリウムまたは窒素、を含む)。小さい圧力差により、封止部分は非常に可撓性がありかつ実質的に機械的張力がないように確立されてもよく、これにより、コールドヘッドと真空容器との間の非常に少ない機械的結合が可能になる。   In summary, according to the present invention, the flexible sealing portion hermetically connects the room temperature portion of the cold head to the cryostat (typically in the transition region from the cryogenic vessel wall to the vacuum vessel wall) The pressure prevails outside the sealing part (typically about 1000 mbar) and the cryogenic vessel pressure prevails inside (usually about 1020 mbar, the cryocontainer contains the cryogenic liquid above which the associated gas For example, helium or nitrogen). Due to the small pressure difference, the sealing part may be established to be very flexible and substantially free of mechanical tension, so that very little mechanical between the cold head and the vacuum vessel Can be combined.

本発明の好適な変形形態
本発明の冷却デバイスの1つの好適な実施形態では、極低温容器は液体ヘリウムと、また、950mbarと1100mbarの間の、好ましくは1015mbarと1050mbarの間の圧力の気体ヘリウムとを含む。ヘリウムを冷媒として使用することにより、極低温容器内に4.2Kの温度が得られ得る。(クライオスタットのアクセス開口部に近接する、極低温容器に属する部分、例えばネックチューブ、を含む)極低温容器内のヘリウム圧は、通常、一定に保たれており、ヘリウム圧は、周囲圧力(またはこの期待される変動範囲)を若干上回っているように選択される。後者はまた、空気によるヘリウムの汚染を防ぐ。代替的極低温液体または代替的気体は窒素である。
Preferred variants of the invention In one preferred embodiment of the cooling device of the invention, the cryogenic vessel is liquid helium and also gaseous helium at a pressure between 950 mbar and 1100 mbar, preferably between 1015 mbar and 1050 mbar. Including. By using helium as a refrigerant, a temperature of 4.2K can be obtained in the cryogenic vessel. The helium pressure in the cryocontainer (including the part belonging to the cryocontainer, for example the neck tube, close to the cryostat access opening) is usually kept constant and the helium pressure is the ambient pressure (or This expected variation range is selected to be slightly above. The latter also prevents helium contamination by air. An alternative cryogenic liquid or alternative gas is nitrogen.

別の好適な実施形態では、可撓性封止部分は、真空容器壁上の第1の取付け部分とコールドヘッドの室温部上の第2の取付け部分とを接続し、これらは長手方向軸に対してほぼ同じレベルに配置される。換言すれば、可撓性封止部分は、長手方向軸に対して直角のシールを構築しており、長手方向軸は、通常、垂直方向に延在しており、これにより、通常、水平シールがもたらされる。これは、封止材料に沿った温度勾配を防止し、したがって、封止材料が脆弱にならないようにする。   In another preferred embodiment, the flexible sealing portion connects a first mounting portion on the vacuum vessel wall and a second mounting portion on the cold section of the cold head, which are on the longitudinal axis. On the other hand, they are arranged at the same level. In other words, the flexible sealing portion constructs a seal that is perpendicular to the longitudinal axis, which typically extends in the vertical direction, which typically results in a horizontal seal. Is brought about. This prevents temperature gradients along the encapsulant and thus prevents the encapsulant from becoming brittle.

1つの好適な実施形態では、真空容器壁は完全に剛性であるように設計される。これは、特に簡単で、安定的で、安全である。さらに、極低温容器は低周波振動モードを有さないかまたは少数の低周波振動モードのみを有し、これはNMR測定への干渉を防止するために好適である。   In one preferred embodiment, the vacuum vessel wall is designed to be completely rigid. This is particularly simple, stable and safe. Furthermore, the cryogenic vessel has no low frequency vibration mode or only a few low frequency vibration modes, which is suitable for preventing interference with NMR measurements.

1つの有利な実施形態では、可撓性封止部分は、エラストマー材料、特にゴムの可塑性ダイヤフラムにより形成されている。可塑性ダイヤフラムは頑丈で、製造が安価である。   In one advantageous embodiment, the flexible sealing part is formed by an elastomeric material, in particular a rubber plastic diaphragm. Plastic diaphragms are robust and inexpensive to manufacture.

別の好適な実施形態では、可撓性封止部分は転動型ダイヤフラムとして設計される。これは実践上好ましいことが分かっている。転動型ダイヤフラムが相対的に小さい空間に相対的に長い可撓性封止部分を構築し、当該封止部分は典型的な振動、例えば約1から2Hz、の良好な絶縁をもたらす。   In another preferred embodiment, the flexible sealing portion is designed as a rolling diaphragm. This has been found to be favorable in practice. The rolling diaphragm builds a relatively long flexible seal in a relatively small space, which provides good insulation of typical vibrations, for example about 1 to 2 Hz.

1つの好適な実施形態では、熱放射遮蔽が真空容器内の真空容器壁と極低温容器壁との間に配置されており、冷却アームの冷却段が熱放射遮蔽に熱的に結合されており、第1の結合面を有する第1の結合要素が冷却アームの冷却段上に形成されており、かつ第2の結合面を有する第2の結合要素が熱放射遮蔽上に形成されており、2つの結合面は極低温容器内に互いに対向して配置されているが、間隙が第1の結合要素と第2の結合要素との間に残存している。熱放射遮蔽を冷却し、同時に熱放射遮蔽へのコールドヘッドの機械的結合を防止するために、十分な熱交換が、(狭い)間隙を介して(主に間隙内に配置されているガスを介して)2つの結合要素間に起こり得る。このことは、クライオスタットにおける振動を防止することにさらに寄与する。熱放射遮蔽に結合されている冷却段に加えて、通常は、(例えばガス状冷媒の再液化による)冷媒を実際に冷却することに使用される、冷却アーム上のさらなるより冷たい冷却段があることに留意すべきである。結合要素は、通常、環状設計である。   In one preferred embodiment, a thermal radiation shield is disposed between the vacuum vessel wall and the cryogenic vessel wall in the vacuum vessel, and the cooling stage of the cooling arm is thermally coupled to the thermal radiation shield. A first coupling element having a first coupling surface is formed on the cooling stage of the cooling arm, and a second coupling element having a second coupling surface is formed on the thermal radiation shield; The two coupling surfaces are arranged opposite to each other in the cryogenic vessel, but a gap remains between the first coupling element and the second coupling element. In order to cool the thermal radiation shield and at the same time prevent mechanical coupling of the cold head to the thermal radiation shield, sufficient heat exchange is performed through the (narrow) gap (mainly the gas placed in the gap). Can occur between two coupling elements. This further contributes to preventing vibration in the cryostat. In addition to the cooling stage coupled to the thermal radiation shield, there is usually an even cooler cooling stage on the cooling arm that is typically used to actually cool the refrigerant (eg, by reliquefaction of the gaseous refrigerant). It should be noted. The coupling element is usually an annular design.

本実施形態の有利なさらなる進展では、熱的結合を高めるために、第1の結合面は軸方向突出部および/または軸方向凹部を有し、第2の結合面はミラー反転軸方向凹部および/またはミラー反転軸方向突出部を有する。突出部および凹部は、小領域内で結合表面積を増大させる。通常、結合面当たり2つから4つの突出部または2つから4つの凹部が設けられている。   In an advantageous further development of this embodiment, the first coupling surface has an axial protrusion and / or an axial recess and the second coupling surface is a mirror inversion axial recess and And / or a mirror reversal axial protrusion. The protrusions and recesses increase the binding surface area within the small area. Usually there are 2 to 4 protrusions or 2 to 4 recesses per coupling surface.

第1の結合面は、環状軸方向突出部と環状軸方向凹部とを備えた軸方向に対称な歯部を有利に有し、第2の結合面は、環状軸方向凹部と環状軸方向突出部と備えたミラー反転型の軸方向対称歯部を有する。軸方向の対称性は、長手方向軸を中心としたコールドヘッドの回転による結合面の不整合を防止する。軸方向突出部は、通常、1cmから5cmまでの軸方向高さを有することに留意すべきである。   The first coupling surface advantageously has axially symmetrical teeth with an annular axial protrusion and an annular axial recess, and the second coupling surface is an annular axial recess and an annular axial protrusion. And a mirror-reversed axially symmetric tooth portion provided. The axial symmetry prevents misalignment of the coupling surface due to rotation of the cold head about the longitudinal axis. It should be noted that the axial protrusions typically have an axial height of 1 cm to 5 cm.

各環状軸方向突出部および各環状軸方向凹部は、長手方向部分に、特に長手方向に対して10°と30°の間の傾斜角度で、三角形状を有することが好ましい。これは、長手方向に対して横方向の、コールドヘッドの振動の場合に、実践上、特にコールドヘッド(または第1の結合要素)と極低温容器壁(または第2の結合要素)との間の接触を防止するために有用であることが分かっている。通常、結合要素当たり2つから4つの歯が設けられている。   Each annular axial protrusion and each annular axial recess preferably has a triangular shape in the longitudinal part, in particular at an inclination angle between 10 ° and 30 ° with respect to the longitudinal direction. This is practically between the cold head (or first coupling element) and the cryogenic vessel wall (or second coupling element), especially in the case of cold head vibrations transverse to the longitudinal direction. Has been found to be useful for preventing contact. Usually there are 2 to 4 teeth per coupling element.

別の好適なさらなる進展では、コールドヘッドが撓まない場合、第1の結合面と第2の結合面との間の分離が最小である方向の間隙幅が、0.8mmと4.0mmの間である。この間隙幅では、一般に、極低温容器壁との接触を防止するために、コールドヘッドのための十分な遊びがあり、他方では、結合面間に十分な熱的結合がある。   In another preferred further development, if the cold head does not flex, the gap width in the direction with minimal separation between the first and second coupling surfaces is 0.8 mm and 4.0 mm. Between. With this gap width there is generally enough play for the cold head to prevent contact with the cryocontainer wall, while there is sufficient thermal coupling between the coupling surfaces.

別の好適な実施形態では、コールドヘッドにより搭載されている切離し要素は、f0≦0.75Hz、好ましくはf0≦0.5Hzで、固有周波数f0を有する。これらの固有周波数は、これらを効果的に絶縁するために、パルス管冷凍機(約1.5Hz)内の圧力変動による典型的な外乱周波数を十分に下回る値を有する。f0は、実質的に、fext:外乱周波数、特にコールドヘッドが属するパルス管冷凍機の制御弁の切替え周波数(change over frequency)であれば、1/(2^0.5)fextより小さいことが好ましい。f0は、一般に、0.5/(2^0.5)fextより小さいように設定される。 In another preferred embodiment, the separating element mounted by the cold head has a natural frequency f0 with f0 ≦ 0.75 Hz, preferably f0 ≦ 0.5 Hz. These natural frequencies have values well below the typical disturbance frequency due to pressure fluctuations in a pulse tube refrigerator (about 1.5 Hz) to effectively isolate them. f0 is substantially less than 1 / (2 ^ 0.5) * fext if the disturbance is a disturbance frequency, in particular, the switching frequency of the control valve of the pulse tube refrigerator to which the cold head belongs (change over frequency). Is preferred. In general, f0 is set to be smaller than 0.5 / (2 ^ 0.5) * fext.

好適な実施形態によれば、切離し要素は、長手方向軸に対して垂直な2つの直交方向のみにおいて、コールドヘッドによるクライオスタットの励起を最小限にし、制御弁からコールドヘッドまでの接続ラインは、排他的に真っ直ぐでありかつ長手方向軸に対して垂直であるように配置されている。コールドヘッドは、長手方向にクライオスタットに対して不動であるように設計される。接続ラインの配向は、長手方軸向に沿った振動の導入を防止する。本実施形態は構築が安価である。   According to a preferred embodiment, the separating element minimizes the excitation of the cryostat by the cold head in only two orthogonal directions perpendicular to the longitudinal axis, and the connection line from the control valve to the cold head is exclusive. In such a way that it is straight and perpendicular to the longitudinal axis. The cold head is designed to be stationary with respect to the cryostat in the longitudinal direction. The orientation of the connection line prevents the introduction of vibrations along the longitudinal axis. This embodiment is inexpensive to build.

1つの代替的な有利な実施形態では、切離し要素は、長手方向に対して垂直な2つの直交方向両方において、コールドヘッドによるクライオスタットの励起およびまた長手方向に平行なコールドヘッドの移動を最小限にする。これは、制御弁からコールドヘッドまでの接続ラインの配向に関係なく、あらゆる種類の導入された振動を減衰する。   In one alternative advantageous embodiment, the separating element minimizes the excitation of the cryostat by the cold head and also the movement of the cold head parallel to the longitudinal direction in both two orthogonal directions perpendicular to the longitudinal direction. To do. This dampens all kinds of introduced vibrations regardless of the orientation of the connection line from the control valve to the cold head.

本実施形態の1つの好適なさらなる進展では、剛壁部と、さらなる可撓性封止部分、特にさらなる転動型ダイヤフラムと、可撓性封止部分により保持されている圧力板とにより画定される補償室が冷却デバイス上に確立されており、剛壁部はクライオスタットの真空容器壁に剛結合されており、圧力板は、長手方向軸に沿ってコールドヘッドに機械的に結合されているかまたはコールドヘッドにより形成されており、圧力板は、やはりアクセス開口部を封止しているコールドヘッドの室温フランジ面に対向して配置されており、この手段は、極低温容器内の圧力に依存している補償室内の圧力を、特に極低温容器内の圧力に等しくなるように、調節するために設けられている。本構成は、例えば気象変化による周囲の気圧変動を補償する。コールドヘッドは、(一般に)コールドヘッドをアクセス開口部から外へ押し出そうとする、極低温容器内のガス圧による小さい力に晒される。この力の量は極低温容器と周囲との間の圧力差に左右される。(長手方向軸に対して)クライオスタットに対してコールドヘッドを一定の位置に保つために、圧力板および補償室内のガス圧を介してコールドヘッドに対抗力がかけられることが可能である。   In one preferred further development of this embodiment, it is defined by a rigid wall, a further flexible sealing part, in particular a further rolling diaphragm, and a pressure plate held by the flexible sealing part. A compensation chamber is established on the cooling device, the rigid wall is rigidly coupled to the cryostat vacuum vessel wall, and the pressure plate is mechanically coupled to the cold head along the longitudinal axis, or Formed by a cold head, the pressure plate is located opposite the room temperature flange surface of the cold head that also seals the access opening, this means depending on the pressure in the cryogenic vessel. Is provided for adjusting the pressure in the compensation chamber in particular to be equal to the pressure in the cryogenic vessel. This configuration compensates for ambient pressure fluctuations due to, for example, weather changes. The cold head is exposed to a small force due to the gas pressure in the cryocontainer that (generally) tries to push the cold head out of the access opening. The amount of this force depends on the pressure difference between the cryogenic vessel and the surroundings. In order to keep the cold head in a fixed position relative to the cryostat (relative to the longitudinal axis), a counter force can be applied to the cold head via the pressure plate and the gas pressure in the compensation chamber.

当該手段は、極低温容器を補償室に接続する圧力補償ラインを有利に含む。このようにして、補償室内の圧力は、非常に簡単かつ安価な方法で、極低温容器内のガス圧に依存して確立され得る。圧力補償ラインが十分に大きい横断面を有する場合、補償室内の圧力は、次いで、極低温容器内の圧力にほぼ等しくなる。   The means advantageously includes a pressure compensation line connecting the cryogenic vessel to the compensation chamber. In this way, the pressure in the compensation chamber can be established in a very simple and inexpensive manner, depending on the gas pressure in the cryogenic vessel. If the pressure compensation line has a sufficiently large cross section, the pressure in the compensation chamber will then be approximately equal to the pressure in the cryogenic vessel.

圧力板の表面とコールドヘッドの室温フランジの表面とは大きさが等しく、互いに平行に配置されていることが好ましい。このため、コールドヘッドの両側のガス圧誘起性の力(gas−pressure−induced force)は容易に相殺されることが可能である。   It is preferable that the surface of the pressure plate and the surface of the cold head room temperature flange are equal in size and arranged in parallel to each other. For this reason, the gas-pressure-induced force on both sides of the cold head can be easily offset.

圧力板は、コールドヘッドから有利に分離されており、特に単一の軸受球または複数の軸受球により形成されている転動手段が、圧力板とコールドヘッドの後側との間に配置されている。転動手段は、長手方向軸を中心とした圧力板に対するコールドヘッドの回転および主に圧力板に対するまたはクライオスタット上でのコールドヘッドの単純な傾斜運動を可能にし、それにより、コールドヘッドの振動の特に良好な絶縁を実現する。単一の軸受球の場合、コールドヘッドは、長手方向に対して垂直な任意の傾斜軸を中心に傾斜し得る。また、転動手段は複数の軸受球、例えば3つの軸受球または転がり軸受レース、を含んでいてもよい。   The pressure plate is advantageously separated from the cold head, in particular a rolling means formed by a single bearing ball or a plurality of bearing balls is arranged between the pressure plate and the rear side of the cold head. Yes. The rolling means allows for the rotation of the cold head relative to the pressure plate about the longitudinal axis and a simple tilting movement of the cold head mainly relative to the pressure plate or on the cryostat, so that in particular the vibration of the cold head Realize good insulation. In the case of a single bearing ball, the cold head can be tilted about any tilt axis perpendicular to the longitudinal direction. The rolling means may include a plurality of bearing balls, for example, three bearing balls or rolling bearing races.

1つの好適な実施形態では、制御弁とコールドヘッドとの間の接続ラインが、接触点でコールドヘッドに接続されており、接触点は、第1の結合要素から離れて長手方向軸の方向に、コールドヘッドの重心から離間されている。このようにして、特に歯付結合面領域において、コールドヘッドの振幅が最小化され得る。長手方向軸の方向に対する接触点の最適位置を決定するために、切離し要素の挙動は考慮に入れられるべきであることに留意すべきである。必要に応じて、接触点の最適位置は実験により決定され得る。   In one preferred embodiment, a connection line between the control valve and the cold head is connected to the cold head at a contact point, the contact point being away from the first coupling element in the direction of the longitudinal axis. , Spaced from the center of gravity of the cold head. In this way, the amplitude of the cold head can be minimized, especially in the toothed coupling area. It should be noted that the behavior of the separating element should be taken into account in order to determine the optimum position of the contact point relative to the direction of the longitudinal axis. If necessary, the optimal position of the contact point can be determined by experimentation.

別の有利な実施形態では、コールドヘッドは冷却段とさらなるより冷たい冷却段とを含み、冷却段は、実質的に、長手方向軸の方向に熱放射遮蔽の位置にあり、さらなるより冷たい冷却段は、冷却段より深く極低温容器内に突出している。真空容器内に配置されておりかつ極低温容器を取り囲んでいる熱放射遮蔽は、極低温容器内への熱入力を低減する。熱放射遮蔽の位置における冷却段の配置は小型構造を実現し、冷却段への熱放射遮蔽の熱的結合は短距離を介して効率的に実現され得る。さらなる冷却段は極低温液体の効率的な再液化を実現する。   In another advantageous embodiment, the cold head comprises a cooling stage and a further cooler cooling stage, the cooling stage being substantially in the position of the thermal radiation shield in the direction of the longitudinal axis, and the further cooler cooling stage. Protrudes into the cryogenic vessel deeper than the cooling stage. A thermal radiation shield disposed within the vacuum vessel and surrounding the cryogenic vessel reduces heat input into the cryogenic vessel. The arrangement of the cooling stage at the location of the heat radiation shield realizes a compact structure, and the thermal coupling of the heat radiation shield to the cooling stage can be realized efficiently over a short distance. A further cooling stage realizes an efficient reliquefaction of the cryogenic liquid.

別の有利な実施形態では、切離し要素は「負剛性」絶縁要素として設計される。「負剛性」絶縁要素は、特に、米国特許出願公開第2014/0048989(A1)号にまたは米国特許第5,178,357(A)号にも記載されているように設計されていてもよい。これらの切離し要素は弱励起時に大きな撓みを示し、同様の小型構造において従来の金属ばねまたはゴム軸受では殆ど達成され得ない、1Hz未満の固有周波数で、特にまた0.4Hz未満の範囲内で、設計されてもよい。また、空気サスペンションに基づく切離し要素が、例えば代替的に使用されてもよい。   In another advantageous embodiment, the separating element is designed as a “negatively rigid” insulating element. “Negatively stiff” insulating elements may be specifically designed as described in US 2014/0048989 (A1) or also in US Pat. No. 5,178,357 (A). . These decoupling elements exhibit large deflections when weakly excited and at a natural frequency of less than 1 Hz, especially also in the range of less than 0.4 Hz, which can hardly be achieved with conventional metal springs or rubber bearings in a similar compact structure. May be designed. Also, a separation element based on an air suspension may be used alternatively, for example.

また、本発明は、NMR測定構成における発明の前述の冷却デバイスの使用に関し、極低温容器は電磁コイルを含み、試料がクライオスタットの室温穴部内に配置されており、試料がNMR測定を受け、特に、試料のNMRスペクトルが記録される。高温超伝導材料および/または低温超伝導材料で巻かれていてもよい電磁コイルは、極低温容器内の極低温液体により冷却され、コールドヘッドは、導入された振動によりNMR測定を妨害することなく、極低温液体の動作温度を維持する。   The present invention also relates to the use of the above-described cooling device of the invention in an NMR measurement configuration, wherein the cryogenic vessel includes an electromagnetic coil, the sample is disposed in the room temperature hole of the cryostat, the sample undergoes NMR measurement, The NMR spectrum of the sample is recorded. The electromagnetic coil, which may be wound with a high temperature superconducting material and / or a low temperature superconducting material, is cooled by the cryogenic liquid in the cryogenic vessel, and the cold head does not interfere with the NMR measurement by the introduced vibration. Maintain the operating temperature of the cryogenic liquid.

本発明のさらなる利点が説明および図面から引き出され得る。前述かつ後述されている特徴は、個々にまたは任意の組合せで集合的にのどちらかで、本発明に基づいて使用され得る。図示され、記載されている実施形態は、包括的列挙として理解されないが、本発明を説明するための例示的特性を有する。   Further advantages of the invention can be drawn from the description and the drawings. The features described above and below may be used in accordance with the present invention either individually or collectively in any combination. The illustrated and described embodiments are not to be understood as a comprehensive enumeration but have exemplary characteristics for illustrating the present invention.

本発明は図面に示されており、実施形態に関連してより詳細に説明されている。   The invention is illustrated in the drawing and is explained in more detail in connection with an embodiment.

発明の冷却デバイスと、発明の冷却デバイスから分離されて配置されている制御弁を含むNMR測定構成の概略側面図である。FIG. 3 is a schematic side view of an NMR measurement configuration including a cooling device of the invention and a control valve disposed separately from the cooling device of the invention. 発明の冷却デバイスと、発明の冷却デバイスから分離されて配置されている制御弁を含むNMR測定構成の概略上面図である。FIG. 3 is a schematic top view of an NMR measurement configuration including a cooling device of the invention and a control valve disposed separately from the cooling device of the invention. 補償室を備えた発明の冷却デバイスの実施形態の概略長手方向断面図である。1 is a schematic longitudinal sectional view of an embodiment of an inventive cooling device with a compensation chamber. FIG. 補償室を備えた発明の冷却デバイスの実施形態の概略部分切断斜視図である。1 is a schematic partially cut perspective view of an embodiment of an inventive cooling device with a compensation chamber. FIG. 長手方向軸に沿った方向に固定されているコールドヘッドを備えた発明の冷却デバイスの実施形態の概略部分切断斜視図である。1 is a schematic partial cut perspective view of an embodiment of an inventive cooling device with a cold head fixed in a direction along a longitudinal axis. FIG.

図1aおよび図1bは、発明の冷却デバイス20を含むNMR測定構成33の側面図および上面図を示す。   FIGS. 1 a and 1 b show side and top views of an NMR measurement configuration 33 that includes the inventive cooling device 20.

パルス管冷凍機のこの場合には、冷却デバイス20は、クライオスタット23とコールドヘッド1とを含み、コールドヘッド1の1つの冷却アームがクライオスタット23のアクセス開口部内に挿入されている(後者は図示されていない。これに関連して図2a、図2b参照)。コールドヘッド1は、切離し要素5を介してクライオスタット23の外側に取り付けられている。コールドヘッド1は、接続ライン14を介して制御弁21にさらに接続されている。支持部22上の分離した制御弁21が、接続ライン14を介して、作動ガスの低圧槽および高圧槽(図示せず)を、約1から2Hzの周波数を有するコールドヘッド1に交互に接続し、それにより、コールドヘッド1を冷却する。この場合、接続ライン14は直線状に案内されており、この冷却アームが沿って延在している、コールドヘッド1の(この場合には垂直な)長手方向軸LAに対して垂直である。   In this case of a pulse tube refrigerator, the cooling device 20 includes a cryostat 23 and a cold head 1, with one cooling arm of the cold head 1 being inserted into the access opening of the cryostat 23 (the latter being shown). In this connection, see FIGS. 2a and 2b). The cold head 1 is attached to the outside of the cryostat 23 via a separating element 5. The cold head 1 is further connected to the control valve 21 via the connection line 14. A separate control valve 21 on the support 22 alternately connects a low pressure tank and a high pressure tank (not shown) of working gas to a cold head 1 having a frequency of about 1 to 2 Hz via a connection line 14. Thereby, the cold head 1 is cooled. In this case, the connection line 14 is guided in a straight line and is perpendicular to the longitudinal axis LA of the cold head 1 (in this case perpendicular), along which this cooling arm extends.

クライオスタット23は、測定される試料31を収容する室温穴部30を有する。超伝導電磁コイル32が、試料31の位置に強い均一磁場Bを生成する。RFパルスが、無線周波数(RF)共振器34により試料31内に照射され、試料31のRF反応が読み出される。 The cryostat 23 has a room temperature hole 30 for accommodating the sample 31 to be measured. The superconducting electromagnetic coil 32 generates a strong uniform magnetic field B 0 at the position of the sample 31. An RF pulse is irradiated into the sample 31 by a radio frequency (RF) resonator 34, and the RF response of the sample 31 is read out.

図2aおよび図2bは、例えば図1の構成において使用され得るような、コールドヘッド1の領域内の冷却デバイス20の実施形態の長手方向断面図および部分切断斜視図を示す。図2a、図2bは、クライオスタット23の小部分を示しているに過ぎず、かつ特に、さらに下方に配置されているクライオスタット23の部分は、簡略化するために、各場合において省略されていることに留意すべきである。   2a and 2b show a longitudinal cross-sectional view and a partial cut-away perspective view of an embodiment of a cooling device 20 in the region of the cold head 1, as may be used, for example, in the configuration of FIG. 2a and 2b show only a small part of the cryostat 23, and in particular, the part of the cryostat 23 arranged further below is omitted in each case for the sake of simplicity. Should be noted.

冷却デバイス20は、室温部1aと冷却アーム1bとを備えたコールドヘッド1を含む。冷却アーム1bは、長手方向軸LAに沿って、極低温容器2内につながる、クライオスタット23のアクセス開口部13内に突出している。室温部1aは、クライオスタット23の外側上に、すなわちロッド17および切離し要素5を介して真空容器壁4a上に、振動を減衰するように取り付けられている。図示の実施形態では、これにより、長手方向軸LAに対して垂直に方向付けられている2つの直交方向x、yの振動、および長手方向軸LAに沿った方向zに方向付けられている振動が、クライオスタット23から絶縁されている。この場合、切離し要素5は「負剛性」絶縁要素として設計される。   The cooling device 20 includes a cold head 1 having a room temperature portion 1a and a cooling arm 1b. The cooling arm 1b protrudes into the access opening 13 of the cryostat 23 connected to the cryogenic vessel 2 along the longitudinal axis LA. The room temperature portion 1a is mounted on the outside of the cryostat 23, that is, on the vacuum vessel wall 4a via the rod 17 and the separating element 5 so as to attenuate vibrations. In the illustrated embodiment, this causes vibrations in two orthogonal directions x, y that are oriented perpendicular to the longitudinal axis LA, and vibrations that are directed in the direction z along the longitudinal axis LA. Is insulated from the cryostat 23. In this case, the separating element 5 is designed as a “negatively rigid” insulating element.

極低温容器2は、少なくとも一部が極低温液体、例えば液体ヘリウム(詳細に図示せず)、で満たされており、極低温容器2内のこの上方に、関連するガス、例えば気体ヘリウム、が配置されている。極低温容器2は、NMR測定のための超伝導電磁コイルが配置されている下方主要部2a(詳細に図示せず。これに関連して図1a参照)と、冷却アーム1bが中に突出する上方ネックチューブ様部2bとを含むことに留意すべきである。   The cryocontainer 2 is at least partially filled with a cryogenic liquid, such as liquid helium (not shown in detail), and above this in the cryocontainer 2 is an associated gas, such as gaseous helium. Has been placed. The cryogenic container 2 has a lower main portion 2a (not shown in detail, see FIG. 1a) in which a superconducting electromagnetic coil for NMR measurement is arranged, and a cooling arm 1b protrudes therein. It should be noted that the upper neck tube-like portion 2b is included.

アクセス開口部13は、コールドヘッド1の室温部1aの下側と、この場合には転動型ダイヤフラムとして設計される可撓性封止部分6とにより封止されている。可撓性封止部分6は、外側で、(ここで極低温容器壁2cに合併する)真空容器壁4aの第1の取付け部分27に、内側で、コールドヘッド1の室温部1aの第2の取付け部分26に固定されている。取付け部分26、27は、可撓性封止部分6がいかなる顕著な温度勾配にも暴露されないが完全に実質的に室温にあるように、長手方向軸LAの方向に対して同じレベルに配置されている。可撓性封止部分6は、この下側で極低温容器2のガス圧に、この上側で周囲の気圧に、暴露される。   The access opening 13 is sealed by a lower side of the room temperature portion 1a of the cold head 1 and a flexible sealing portion 6 designed in this case as a rolling diaphragm. The flexible sealing part 6 is on the outside, on the inside of the first mounting part 27 of the vacuum vessel wall 4a (here merged with the cryogenic vessel wall 2c), on the inside, the second of the room temperature part 1a of the cold head 1a. It is being fixed to the attachment part 26 of this. The mounting parts 26, 27 are arranged at the same level with respect to the direction of the longitudinal axis LA so that the flexible sealing part 6 is not exposed to any significant temperature gradient but is completely substantially at room temperature. ing. The flexible sealing part 6 is exposed to the gas pressure of the cryogenic vessel 2 on the lower side and to the ambient pressure on the upper side.

真空容器4は、極低温容器2を取り囲んで配置されており、この内側は真空である。熱放射遮蔽3が真空容器壁4aと極低温容器壁2cの下部との間に配置されている(また、本発明の範囲内で、複数の熱放射遮蔽が真空容器4内に設けられ得るであろうことに留意すべきである)。コールドヘッド1の冷却段15が、2つの結合要素24、25を介して非接触で、熱放射遮蔽3に熱的に結合されている。第1の結合要素24は冷却段15に取り付けられており、第2の結合要素25は、熱放射遮蔽が極低温容器壁2cを貫通して突出している熱放射遮蔽3に取り付けられている。第1の結合要素24の第1の結合面24aは環状に鋸歯状になっており、かつ三角形横断面を有する3つの突出部を有する。第2の結合要素25の第2の結合面25aもまた環状に鋸歯状になっており、三角形横断面を有する3つの突出部を有する。突出部の側面は、約20°の傾斜αの角度で、長手方向軸LAに対して全て傾斜している。結合面24a、25aの突出部は互いの中に係合しており、しかし、結合面24a、25a間に間隙が残存している。(突出部の側面に対して垂直な)間隙幅SBは、この場合、約2mmである。したがって、結合要素24、25は互いに接触しない。   The vacuum vessel 4 is disposed so as to surround the cryogenic vessel 2, and the inside is a vacuum. A thermal radiation shield 3 is disposed between the vacuum vessel wall 4a and the lower portion of the cryogenic vessel wall 2c (and, within the scope of the present invention, a plurality of thermal radiation shields may be provided in the vacuum vessel 4). It should be noted that there will be). The cooling stage 15 of the cold head 1 is thermally coupled to the thermal radiation shield 3 in a non-contact manner via two coupling elements 24, 25. The first coupling element 24 is attached to the cooling stage 15, and the second coupling element 25 is attached to the thermal radiation shield 3 in which the thermal radiation shield projects through the cryogenic vessel wall 2c. The first coupling surface 24a of the first coupling element 24 is annularly serrated and has three protrusions having a triangular cross section. The second coupling surface 25a of the second coupling element 25 is also annularly serrated and has three protrusions having a triangular cross section. The side surfaces of the protrusions are all inclined with respect to the longitudinal axis LA at an angle α of about 20 °. The protrusions of the coupling surfaces 24a, 25a are engaged in each other, but a gap remains between the coupling surfaces 24a, 25a. In this case, the gap width SB (perpendicular to the side surface of the protrusion) is about 2 mm. Thus, the coupling elements 24, 25 do not contact each other.

軸受球9が、コールドヘッド1aの平坦な後側1d上に配置されている。圧力板10が軸受球9上に支持されており、圧力板10は、さらなる可撓性封止部分7、この場合にはやはり転動型ダイヤフラム、を用いて気密に、剛壁部19に接続されている。剛壁部19は、この場合にはロッド35を介して真空容器壁4aに剛結合されている。補償室8が、剛壁部19と、さらなる封止部分7と、圧力板10とにより画定される。補償室8内のガス圧が極低温容器2内と同じであるように、補償室8は圧力補償ライン28を介して極低温容器2に接続されている。コールドヘッド1の室温部1aもまたアクセス開口部13を封止するのに使用する、圧力板10の表面と室温フランジ面18とは、同じ大きさを有する。このため、コールドヘッド1が、周囲の気圧に関係なく、(圧力板10を介して)最上部からのかつ下方からの(極低温容器2からの)同じ力に暴露されることが確実になる。このため、周囲の気圧が変動しても、長手方向軸LAに沿ったコールドヘッド1の位置は一定に保たれる。極低温容器2内のガス圧は一般に一定に保たれていることに留意すべきである。特に、再調整のために、極低温容器2内のガス圧は電気ヒータ(図示せず)のスイッチをオンにする(または強める)ことにより増大されることが可能であり、電気ヒータのスイッチをオフにする(または弱める)ことにより低減されることが可能である。また、可撓性封止部分6とさらなる可撓性封止部分7とは構造上同一であるように選択されてもよいことに留意すべきである。   A bearing ball 9 is arranged on the flat rear side 1d of the cold head 1a. A pressure plate 10 is supported on the bearing ball 9 and is connected to the rigid wall 19 in an airtight manner by means of a further flexible sealing part 7, in this case also a rolling diaphragm. Has been. In this case, the rigid wall portion 19 is rigidly coupled to the vacuum vessel wall 4a via the rod 35. A compensation chamber 8 is defined by the rigid wall 19, the further sealing part 7 and the pressure plate 10. The compensation chamber 8 is connected to the cryogenic vessel 2 via the pressure compensation line 28 so that the gas pressure in the compensation chamber 8 is the same as that in the cryogenic vessel 2. The room temperature portion 1a of the cold head 1 is also used to seal the access opening 13, and the surface of the pressure plate 10 and the room temperature flange surface 18 have the same size. This ensures that the cold head 1 is exposed to the same force from the top (from the pressure plate 10) and from below (from the cryogenic vessel 2), regardless of the ambient atmospheric pressure. . For this reason, even if the surrounding atmospheric pressure varies, the position of the cold head 1 along the longitudinal axis LA is kept constant. It should be noted that the gas pressure in the cryogenic vessel 2 is generally kept constant. In particular, for readjustment, the gas pressure in the cryogenic vessel 2 can be increased by turning on (or strengthening) an electric heater (not shown). It can be reduced by turning off (or weakening). It should also be noted that the flexible sealing portion 6 and the further flexible sealing portion 7 may be selected to be structurally identical.

コールドヘッド1への作動ガス用の接続ライン14はコールドヘッド1に接触点29を有し、接触点29は、コールドヘッド1の重心SPの若干上方に長手方向軸LAに沿って配置されており、したがって長手方向軸LAに沿って第1の結合要素24から離れて重心SPから離間されている。これは、コールドヘッド1が結合要素24、25の領域内で比較的小さい撓み振幅を有するように、接続ライン14を通る圧力衝撃の場合、コールドヘッド1の有利な傾斜挙動をもたらす。結合面24a、25a間の間隙は、相対的に小さいように相応に選択されることが可能であり、これが熱的結合を増大させ、室温にある、極低温容器2のネックチューブ様部2bの端部に向かって最上部へ流動する冷ガスによる熱損失を最小限にする。   The working gas connection line 14 to the cold head 1 has a contact point 29 on the cold head 1, and the contact point 29 is arranged along the longitudinal axis LA slightly above the center of gravity SP of the cold head 1. And thus separated from the center of gravity SP away from the first coupling element 24 along the longitudinal axis LA. This leads to an advantageous tilting behavior of the cold head 1 in the case of a pressure shock through the connecting line 14 so that the cold head 1 has a relatively small deflection amplitude in the region of the coupling elements 24, 25. The gap between the coupling surfaces 24a, 25a can be selected accordingly to be relatively small, which increases the thermal coupling and is at room temperature in the neck tube-like part 2b of the cryogenic vessel 2 Minimize heat loss due to cold gas flowing to the top towards the edges.

要約すれば、コールドヘッド1は、本発明による冷却デバイス20を使用して、切離し要素5を介して真空容器4に振動を減衰するように取り付けられることが可能である。極低温タンク2は、ほぼ無張力の可撓性封止部分6を介してコールドヘッド1に対して封止されており、それにより、一方の極低温タンク2またはクライオスタット23と他方のコールドヘッド1との間の機械的結合を最小限にする。このため、可撓性封止部分6は環境と極低温容器2との間で使用されるだけであるので、可撓性封止部分6はほぼ無張力で維持され得る。上方の第1の冷却段15において、コールドヘッド1は、熱放射遮蔽3に、歯付結合面24a、25aを介して非接触で、熱的に結合されており、下方のさらなる冷却段16は、さらなる機械的結合がこれにより導入されないように、含まれている極低温液体の液体レベルの上方に、極低温容器2の主要部2aの領域内にある。   In summary, the cold head 1 can be mounted to dampen vibrations to the vacuum vessel 4 via the separating element 5 using the cooling device 20 according to the invention. The cryogenic tank 2 is sealed to the cold head 1 via a substantially tensionless flexible sealing portion 6, whereby one cryogenic tank 2 or cryostat 23 and the other cold head 1. Minimize mechanical coupling between the two. For this reason, since the flexible sealing portion 6 is only used between the environment and the cryogenic container 2, the flexible sealing portion 6 can be maintained with almost no tension. In the upper first cooling stage 15, the cold head 1 is thermally coupled to the thermal radiation shield 3 in a non-contact manner via toothed coupling surfaces 24a, 25a. In the region of the main part 2a of the cryogenic vessel 2, above the liquid level of the contained cryogenic liquid, so that no further mechanical coupling is thereby introduced.

図示の発明の冷却デバイス20の特定の特徴は、以下に詳細に再度説明される。   Certain features of the cooling device 20 of the illustrated invention are described again in detail below.

コールドヘッド1は、その第2のさらなる冷却段16が極低温容器(ヘリウムタンク)2の下方主要部2a内に突出しかつその第1の冷却段15が熱放射遮蔽3を冷却するように、クライオスタット23内に設置されている。段15、16はどちらもクライオスタット23と機械的に接触していない。熱的結合は冷媒槽の上方に配置されているガスを介して(熱放射により小範囲で)実現される。コールドヘッド1は、切離し要素5、この場合にはクライオスタット23の真空容器(外側容器)4に取り付けられている「負剛性」絶縁要素、により保持されている。コールドヘッド1が中に据え付けられている、コールドヘッド1と極低温タンク2のネックチューブ様部2bとの間の間隙は、可撓性封止部分6、この場合には転動型ダイヤフラム、を介して封止されている。ネックチューブ様部2bは、極低温タンク2の下方主要部2aと真空容器4との間の接続部である。   The cold head 1 has a cryostat such that its second further cooling stage 16 protrudes into the lower main part 2a of the cryogenic vessel (helium tank) 2 and its first cooling stage 15 cools the heat radiation shield 3. 23. Neither stage 15, 16 is in mechanical contact with the cryostat 23. Thermal coupling is realized (in a small range by thermal radiation) via a gas arranged above the refrigerant bath. The cold head 1 is held by a separating element 5, in this case a “negatively rigid” insulating element attached to the vacuum vessel (outer vessel) 4 of the cryostat 23. The gap between the cold head 1 and the neck tube-like part 2b of the cryogenic tank 2 in which the cold head 1 is installed has a flexible sealing part 6, in this case a rolling diaphragm. It is sealed via. The neck tube-like part 2 b is a connection part between the lower main part 2 a of the cryogenic tank 2 and the vacuum vessel 4.

以下に説明されている可撓性封止部分6およびさらなる可撓性封止部分7は、これらが真空容器4とコールドヘッド1との間の任意の許容し難く高い機械的結合を引き起こさないように設計される。このような目的で、ダイヤフラムにおける圧力差は、外側の大気圧(約1000mbar)、極低温容器2内の若干の超過気圧(約1020mbar)で、相対的に小さいように調節される。極低温容器2内の圧力は可能な限り一定に保たれており、大気圧とは無関係である。極低温容器2内の定圧は、生成される磁場の安定性に重要な冷媒槽の温度を厳密に一定に保つために重要である。   The flexible sealing part 6 and the further flexible sealing part 7 described below do not cause them to cause any unacceptably high mechanical coupling between the vacuum vessel 4 and the cold head 1. Designed to. For this purpose, the pressure difference in the diaphragm is adjusted to be relatively small at the outer atmospheric pressure (about 1000 mbar) and a slight overpressure (about 1020 mbar) in the cryogenic vessel 2. The pressure in the cryogenic vessel 2 is kept as constant as possible and is independent of atmospheric pressure. The constant pressure in the cryogenic container 2 is important for keeping the temperature of the refrigerant tank, which is important for the stability of the generated magnetic field, strictly constant.

切離し要素5すなわち「負剛性」絶縁要素は、全3つの空間方向に非常に「柔軟である」(これは、小さい力が大きな変位を引き起こすことを意味する)ので、不可避の気象誘発性の大気圧変動は最上部または底部へのコールドヘッド1の移動をもたらすと考えられる(大気圧が低下した場合、コールドヘッド1は最上部へ移動すると考えられる)。このことを回避するために、コールドヘッド1は、極低温容器内のガス圧と大気圧との間の差の変化を補償する力で、最上部からの機構により加圧される。これは、可撓性封止部分(ダイヤフラム)7でやはり封止されている補償室8により実現される。室8の圧力板10は、コールドヘッド1の室温フランジと同一の表面を有する。室8は真空容器4に剛固定されており、室8内のかつ極低温容器2内の圧力が常に同じであるように、管またはホースにより極低温容器2に接続されている。1つまたは複数の軸受球9がコールドヘッド1と圧力板10との間に配設されており、これは、コールドヘッド1が、圧力板10に対して傾斜運動を行うことを可能にする。   The decoupling element 5, or “negative stiffness” insulation element, is very “soft” in all three spatial directions (which means that small forces cause large displacements), so an inevitable weather-induced large It is believed that atmospheric pressure fluctuations will cause the cold head 1 to move to the top or bottom (if the atmospheric pressure drops, the cold head 1 will move to the top). In order to avoid this, the cold head 1 is pressurized by a mechanism from the top with a force that compensates for the change in the difference between the gas pressure in the cryogenic vessel and the atmospheric pressure. This is realized by a compensation chamber 8 which is also sealed with a flexible sealing part (diaphragm) 7. The pressure plate 10 of the chamber 8 has the same surface as the room temperature flange of the cold head 1. The chamber 8 is rigidly fixed to the vacuum vessel 4 and is connected to the cryogenic vessel 2 by a tube or a hose so that the pressure in the chamber 8 and the cryogenic vessel 2 is always the same. One or more bearing balls 9 are arranged between the cold head 1 and the pressure plate 10, which allows the cold head 1 to make a tilting movement with respect to the pressure plate 10.

可撓性封止部分6の振動絶縁特性は、並進運動に関してよりも、傾斜運動に関してさらに良好である。接続ライン(回転弁ライン)14によりコールドヘッド1の室温部1aに力がかけられた場合、コールドヘッド1は、このように、室温フランジのほぼ中心にある点を中心に回転する。この回転運動は、コールドヘッド1が球9上のかつ圧力板10上の最上部で転動し得るので、可能であるに過ぎない。   The vibration isolation properties of the flexible sealing part 6 are even better with respect to tilting motion than with translational motion. When a force is applied to the room temperature portion 1a of the cold head 1 by the connection line (rotating valve line) 14, the cold head 1 thus rotates around a point that is substantially at the center of the room temperature flange. This rotational movement is only possible because the cold head 1 can roll on the top of the sphere 9 and on the pressure plate 10.

この構造の極低温容器2内のガス圧は、常に大気圧を上回っているべきである。これは、動作エラーの場合または漏出の場合、不純物(例えば空気)の導入を防止する。さらに、極低温容器2内のガス圧が小さ過ぎる場合、圧力板10は軸受球9から離昇し得る。   The gas pressure in the cryogenic container 2 having this structure should always exceed the atmospheric pressure. This prevents the introduction of impurities (eg air) in case of operational errors or in case of leakage. Furthermore, when the gas pressure in the cryogenic container 2 is too low, the pressure plate 10 can be lifted from the bearing ball 9.

図3は、相違点のみが以下に説明されるように、図2aおよび図2bの実施形態に類似した、発明の冷却デバイス20のさらなる実施形態を示す。   FIG. 3 shows a further embodiment of the inventive cooling device 20, similar to the embodiment of FIGS. 2a and 2b, only the differences will be described below.

冷却デバイス20は、ロッド17を介して切離し要素5に堅く取り付けられているコールドヘッド1を含み、切離し要素5はクライオスタット23またはこの真空容器壁4aに取り付けられている。この場合、切離し要素5は、長手方向軸LAに対して垂直な方向x、yに、しかし長手方向軸LAと平行な方向zにではなく、クライオスタット23に対するロッド17の移動、およびしたがってコールドヘッド1の振動切離しを可能にするのみである。   The cooling device 20 includes a cold head 1 that is rigidly attached to the detaching element 5 via a rod 17, which is attached to the cryostat 23 or this vacuum vessel wall 4a. In this case, the separating element 5 moves the rod 17 relative to the cryostat 23 and thus in the direction x, y perpendicular to the longitudinal axis LA, but not in the direction z parallel to the longitudinal axis LA, and thus the cold head 1. It is only possible to isolate the vibration.

このため、作動ガスの圧力衝撃によりコールドヘッド1へ接続ライン14で伝達される力がコールドヘッド1を上昇または下降させないように、本実施形態の接続ライン14は、直線状に、長手方向軸LAに対して垂直に、延在していなければならないまたは結合されていなければならない。これらの力は、クライオスタット23全体の長手方向軸LAに沿った振動をトリガすると考えられる。長手方向軸LAに対して垂直な力の付与は、制御弁(回転弁)を適正な大きさの支持部上に支持する(この場合、図1、参照番号22参照)ことにより容易に防止され得る。   For this reason, the connection line 14 of the present embodiment is linearly arranged in the longitudinal axis LA so that the force transmitted to the cold head 1 by the pressure shock of the working gas does not raise or lower the cold head 1. Must be extended or connected perpendicularly to. These forces are thought to trigger vibrations along the longitudinal axis LA of the entire cryostat 23. The application of a force perpendicular to the longitudinal axis LA is easily prevented by supporting the control valve (rotary valve) on an appropriately sized support (in this case, see FIG. 1, reference numeral 22). obtain.

1 コールドヘッド
1a 室温部
1b 冷却アーム
1d (コールドヘッド1の平坦な)後側
2 極低温容器、極低温タンク
2a 下方主要部
2b 上方ネックチューブ様部
2c 極低温容器壁
3 熱放射遮蔽
4 真空容器
4a 真空容器壁
5 切離し要素
6 可撓性封止部分
7 さらなる可撓性封止部分
8 補償室
9 軸受球
10 圧力板
13 アクセス開口部
14 接続ライン
15 第1の冷却段
16 さらなる冷却段
17、35 ロッド
18 室温フランジ面
19 剛壁部
20 冷却デバイス
21 制御弁
22 支持部
23 クライオスタット
24 第1の結合要素
24a (第1の結合要素24の)第1の結合面
25 第2の結合要素
25a (第2の結合要素25の)第2の結合面
26 (コールドヘッド1の室温部1aの)第2の取付け部分
27 (真空容器壁4aの)第1の取付け部分
28 圧力補償ライン
29 接触点
30 室温穴部
31 試料
32 超伝導電磁コイル
33 NMR測定構成
34 無線周波数(RF)共振器
強い均一磁場
f0 固有周波数
LA 長手方向軸
SB 間隙幅
SP (コールドヘッド1の)重心
x、y、z 方向
α 傾斜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cold head 1a Room temperature part 1b Cooling arm 1d Rear side (flat of cold head 1) 2 Cryogenic container, cryogenic tank 2a Lower main part 2b Upper neck tube-like part 2c Cryogenic container wall 3 Thermal radiation shielding 4 Vacuum container 4a Vacuum vessel wall 5 Detaching element 6 Flexible sealing part 7 Further flexible sealing part 8 Compensation chamber 9 Bearing ball 10 Pressure plate 13 Access opening 14 Connection line 15 First cooling stage 16 Further cooling stage 17, 35 Rod 18 Room temperature flange surface 19 Rigid wall portion 20 Cooling device 21 Control valve 22 Support portion 23 Cryostat 24 First coupling element 24a (first coupling element 24) First coupling surface 25 Second coupling element 25a ( Second coupling surface 26 (of the second coupling element 25) second mounting part 27 (of the room temperature part 1a of the cold head 1) 27 (vacuum) First mounting portion (of vessel wall 4a) 28 Pressure compensation line 29 Contact point 30 Room temperature hole 31 Sample 32 Superconducting electromagnetic coil 33 NMR measurement configuration 34 Radio frequency (RF) resonator B 0 Strong uniform magnetic field f0 Natural frequency LA Long Direction axis SB Gap width SP (Cold head 1) center of gravity x, y, z direction α inclination

Claims (22)

クライオスタット(23)とコールドヘッド(1)、特にパルス管冷凍機の前記コールドヘッド(1)とを含む冷却デバイス(20)であって、前記クライオスタット(23)は、
真空容器壁(4a)を備え、前記真空容器壁(4a)は真空容器(4)内部の真空を環境から封鎖する、真空容器(4)と、
極低温容器壁(2c)を有する、極低温液体および/または極低温気体用の極低温容器(2)とを含み、前記極低温容器(2)は前記真空容器(4)内部に配置されており、前記極低温容器壁(2c)は前記極低温容器(2)の内部を前記真空容器(4)の前記真空から封鎖しており、前記コールドヘッド(1)の室温部(1a)が切離し要素(5)により前記真空容器壁(4a)に振動を減衰するように取り付けられており、前記コールドヘッド(1)の冷却アーム(1b)が、長手方向軸(LA)に沿って、前記クライオスタット(23)のアクセス開口部(13)を貫通して前記極低温容器(2)内に突出しており、前記真空容器壁(4a)を前記コールドヘッド(1)の前記室温部(1a)に直接または間接的に接続する可撓封止部分(6)が設けられている、冷却デバイス(20)において、前記可撓封止部分(6)は前記極低温容器(2)の前記内部を前記環境から封鎖していることを特徴とする冷却デバイス(20)。
A cooling device (20) comprising a cryostat (23) and a cold head (1), in particular the cold head (1) of a pulse tube refrigerator, wherein the cryostat (23)
A vacuum vessel wall (4a), wherein the vacuum vessel wall (4a) seals the vacuum inside the vacuum vessel (4) from the environment; and
A cryogenic vessel (2) for a cryogenic liquid and / or cryogenic gas having a cryogenic vessel wall (2c), the cryogenic vessel (2) being disposed within the vacuum vessel (4) The cryogenic vessel wall (2c) seals the inside of the cryogenic vessel (2) from the vacuum of the vacuum vessel (4), and the room temperature portion (1a) of the cold head (1) is separated. The cryostat is mounted on the vacuum vessel wall (4a) by an element (5) so as to dampen vibrations, and the cooling arm (1b) of the cold head (1) moves along the longitudinal axis (LA) with the cryostat. (23) through the access opening (13) and projecting into the cryogenic vessel (2), and the vacuum vessel wall (4a) directly to the room temperature portion (1a) of the cold head (1). Or a flexible sealing part to be indirectly connected The cooling device (20) provided with (6), wherein the flexible sealing portion (6) seals the inside of the cryogenic container (2) from the environment. Device (20).
前記極低温容器(2)は、液体ヘリウムと、また、950mbarと1100mbarの間の、好ましくは1015mbarと1050mbarの間の圧力の気体ヘリウムとを含むことを特徴とする、請求項1に記載の冷却デバイス(20)。   Cooling according to claim 1, characterized in that the cryogenic vessel (2) comprises liquid helium and gaseous helium at a pressure of between 950 mbar and 1100 mbar, preferably between 1015 mbar and 1050 mbar. Device (20). 前記可撓性封止部分(6)は、前記真空容器壁(4a)上の第1の取付け部分(27)を、前記コールドヘッド(1)の前記室温部(1a)上の第2の取付け部分(26)に接続し、これらは前記長手方向軸(LA)に対してほぼ同じレベルに配置されることを特徴とする、請求項1または2に記載の冷却デバイス(20)。   The flexible sealing portion (6) attaches the first mounting portion (27) on the vacuum vessel wall (4a) to the second mounting on the room temperature portion (1a) of the cold head (1). 3. Cooling device (20) according to claim 1 or 2, characterized in that it connects to a part (26) and they are arranged at approximately the same level with respect to the longitudinal axis (LA). 前記真空容器壁(4)は完全に剛性であるように設計されることを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載の冷却デバイス(20)。   The cooling device (20) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the vacuum vessel wall (4) is designed to be completely rigid. 前記可撓性封止部分(6)はエラストマー材料、特にゴムの可塑性ダイヤフラムにより形成されていることを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載の冷却デバイス(20)。   5. Cooling device (20) according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the flexible sealing part (6) is made of an elastomeric material, in particular a rubber plastic diaphragm. 前記可撓性封止部分(6)は転動型ダイヤフラムとして設計されることを特徴とする、請求項1から5のいずれか1項に記載の冷却デバイス(20)。   6. Cooling device (20) according to any one of the preceding claims, characterized in that the flexible sealing part (6) is designed as a rolling diaphragm. 熱放射遮蔽(3)が前記真空容器(4)内の前記真空容器壁(4a)と前記極低温容器壁(2c)との間に配置されており、前記冷却アーム(1b)の冷却段(15)が前記熱放射遮蔽(3)に熱的に結合されており、
第1の結合面(24a)を有する第1の結合要素(24)が前記冷却アーム(1b)の前記冷却段(15)上に形成されており、
かつ第2の結合面(25a)を有する第2の結合要素(25)が前記熱放射遮蔽(3)上に形成されており、
前記2つの結合面(24a、25a)は前記極低温容器(2)内で互いに対向して配置されているが、前記第1の結合要素(24)と前記第2の結合要素(25)との間に間隙が残存していることを特徴とする、請求項1から6のいずれか1項に記載の冷却デバイス(20)。
A thermal radiation shield (3) is disposed between the vacuum vessel wall (4a) and the cryogenic vessel wall (2c) in the vacuum vessel (4), and a cooling stage ( 15) is thermally coupled to the thermal radiation shield (3),
A first coupling element (24) having a first coupling surface (24a) is formed on the cooling stage (15) of the cooling arm (1b);
And a second coupling element (25) having a second coupling surface (25a) is formed on the thermal radiation shield (3),
The two coupling surfaces (24a, 25a) are arranged opposite to each other in the cryogenic vessel (2), but the first coupling element (24) and the second coupling element (25) The cooling device (20) according to any one of claims 1 to 6, characterized in that a gap remains between them.
熱的結合を高めるために、前記第1の結合面(24a)は軸方向突出部および/または軸方向凹部を有し、前記第2の結合面(25a)はミラー反転軸方向凹部および/またはミラー反転軸方向突出部を有することを特徴とする、請求項7に記載の冷却デバイス(20)。   In order to enhance thermal coupling, the first coupling surface (24a) has an axial protrusion and / or an axial recess, and the second coupling surface (25a) has a mirror inversion axial recess and / or The cooling device (20) according to claim 7, characterized in that it has a mirror reversal axial protrusion. 前記第1の結合面(24a)は、環状軸方向突出部および環状軸方向凹部を備えた軸方向対称歯部を有し、前記第2の結合面(25a)は、環状軸方向凹部および環状軸方向突出部を備えたミラー反転軸方向対称歯部を有することを特徴とする、請求項8に記載の冷却デバイス(20)。   The first coupling surface (24a) has an axially symmetric tooth with an annular axial protrusion and an annular axial recess, and the second coupling surface (25a) has an annular axial recess and an annular 9. Cooling device (20) according to claim 8, characterized in that it has mirror inversion axially symmetrical teeth with axial protrusions. 前記環状軸方向突出部および前記環状軸方向凹部は、特に10°と30°の間の前記長手方向軸に対する傾斜角度(α)で、長手方向断面に三角形状を有することを特徴とする、請求項9に記載の冷却デバイス(20)。   The annular axial projection and the annular axial recess have a triangular shape in the longitudinal section, particularly at an inclination angle (α) with respect to the longitudinal axis between 10 ° and 30 °. Item 14. The cooling device (20) according to item 9. 前記コールドヘッド1が撓まない場合、前記第1の結合面(24a)と前記第2の結合面(24b)との間の分離が最小である方向の間隙幅(SB)は0.8mmと4.0mmの間であることを特徴とする、請求項7から10のいずれか1項に記載の冷却デバイス(20)。   When the cold head 1 is not bent, the gap width (SB) in the direction in which the separation between the first coupling surface (24a) and the second coupling surface (24b) is minimum is 0.8 mm. The cooling device (20) according to any one of claims 7 to 10, characterized in that it is between 4.0 mm. 前記コールドヘッド(1)に搭載されている前記切離し要素(5)は、f0≦0.75Hz、好ましくはf0≦0.5Hzで、固有周波数f0を有することを特徴とする、請求項1から11のいずれか1項に記載の冷却デバイス(20)。   12. The separating element (5) mounted on the cold head (1) has a natural frequency f0, f0 ≦ 0.75 Hz, preferably f0 ≦ 0.5 Hz. The cooling device (20) according to any one of the preceding claims. 前記切離し要素(5)は、前記長手方向軸(LA)に対して垂直な2つの直交方向(x、y)においてのみ、前記コールドヘッド(1)による前記クライオスタット(23)の励起を最小限にし、制御弁(21)から前記コールドヘッド(1)への接続ライン(14)が排他的に真っ直ぐでありかつ前記長手方向軸(LA)に対して垂直であるように配置されていることを特徴とする、請求項1から12のいずれか1項に記載の冷却デバイス(20)。   The separating element (5) minimizes excitation of the cryostat (23) by the cold head (1) only in two orthogonal directions (x, y) perpendicular to the longitudinal axis (LA). The connecting line (14) from the control valve (21) to the cold head (1) is arranged exclusively straight and perpendicular to the longitudinal axis (LA). A cooling device (20) according to any one of the preceding claims. 前記切離し要素(5)は、前記長手方向軸(LA)に対して垂直な2つの直交方向(x、y)両方およびまた前記長手方向軸(LA)に平行な前記コールドヘッド(1)の移動において、前記コールドヘッド(1)による前記クライオスタット(23)の励起を最小限にすることを特徴とする、請求項1から12のいずれか1項に記載の冷却デバイス(20)。   The separating element (5) moves the cold head (1) both in two orthogonal directions (x, y) perpendicular to the longitudinal axis (LA) and also parallel to the longitudinal axis (LA). 13. Cooling device (20) according to any one of the preceding claims, characterized in that excitation of the cryostat (23) by the cold head (1) is minimized. 剛壁部(19)と、さらなる可撓性封止部分(7)、特にさらなる転動型ダイヤフラムと、前記可撓性封止部分(7)により保持されている圧力板(10)とにより画定される補償室(8)が前記冷却デバイス(20)上に確立されており、前記剛壁部(19)は前記クライオスタット(23)の前記真空容器壁(4)に剛結合されており、前記圧力板(10)は、前記長手方向軸(LA)に沿って前記コールドヘッド(1)に機械的に結合されているかまたは前記コールドヘッド(1)により形成されており、前記圧力板(10)は、やはり前記アクセス開口部(13)を封止している前記コールドヘッド(1)の室温フランジ面(18)に対向して配置されており、
かつこの手段は、前記極低温容器(2)内の圧力に依存している前記補償室(8)内の圧力を、特に前記極低温容器(2)内の前記圧力に等しくなるように調節するために設けられていることを特徴とする、請求項14に記載の冷却デバイス(20)。
Defined by a rigid wall (19), a further flexible sealing part (7), in particular a further rolling diaphragm, and a pressure plate (10) held by said flexible sealing part (7). A compensation chamber (8) is established on the cooling device (20), the rigid wall (19) is rigidly coupled to the vacuum vessel wall (4) of the cryostat (23), The pressure plate (10) is mechanically coupled to or formed by the cold head (1) along the longitudinal axis (LA), and the pressure plate (10) Is disposed opposite the room temperature flange surface (18) of the cold head (1) which also seals the access opening (13),
And this means adjusts the pressure in the compensation chamber (8), which is dependent on the pressure in the cryogenic vessel (2), in particular to be equal to the pressure in the cryogenic vessel (2). 15. Cooling device (20) according to claim 14, characterized in that it is provided for the purpose.
前記手段は、前記極低温容器(2)を前記補償室(8)に接続する圧力補償ライン(28)を含むことを特徴とする、請求項15に記載の冷却デバイス(20)。   16. Cooling device (20) according to claim 15, characterized in that the means comprise a pressure compensation line (28) connecting the cryogenic vessel (2) to the compensation chamber (8). 前記圧力板(10)の表面と前記コールドヘッド(1)の前記室温フランジ面(18)とは大きさが等しく、互いに平行に配置されていることを特徴とする、請求項15または16に記載の冷却デバイス(20)。   17. The surface of the pressure plate (10) and the room temperature flange surface (18) of the cold head (1) are equal in size and are arranged parallel to each other. Cooling device (20). 前記圧力板(10)は前記コールドヘッド(1)から分離されており、特に単一の軸受球(9)または複数の軸受球(9)により形成されている転動手段が、前記圧力板(10)と前記コールドヘッド(1)の後側(1d)との間に配置されていることを特徴とする、請求項15から17のいずれか1項に記載の冷却デバイス(20)。   The pressure plate (10) is separated from the cold head (1), and in particular, rolling means formed by a single bearing ball (9) or a plurality of bearing balls (9) includes the pressure plate (10). The cooling device (20) according to any one of claims 15 to 17, characterized in that it is arranged between 10) and the rear side (1d) of the cold head (1). 制御弁(21)と前記コールドヘッド(1)との間の接続ライン(14)が、接触点(29)で前記コールドヘッド(1)に接続されており、前記接触点(29)は、前記長手方向軸(LA)の方向に前記第1の結合要素(24)から離れて、前記コールドヘッド(1)の重心(SP)から離間されていることを特徴とする、請求項1から18のいずれか1項に記載の冷却デバイス(20)。   A connection line (14) between the control valve (21) and the cold head (1) is connected to the cold head (1) at a contact point (29), and the contact point (29) 19. The center of gravity (SP) of the cold head (1) away from the first coupling element (24) in the direction of the longitudinal axis (LA) and being spaced from the center of gravity (SP) of the cold head (1) A cooling device (20) according to any one of the preceding claims. 前記コールドヘッド(1)は前記冷却段(15)とさらなるより冷たい冷却段(16)とを含み、前記冷却段(15)は、実質的に、前記長手方向軸(LA)の前記方向(z)に熱放射遮蔽(3)の位置にあり、前記さらなるより冷たい冷却段(16)は、前記冷却段(15)より前記極低温容器(2)内にさらに突出していることを特徴とする、請求項1から19のいずれか1項に記載の冷却デバイス(20)。   The cold head (1) includes the cooling stage (15) and a further cooler cooling stage (16), the cooling stage (15) being substantially in the direction (z) of the longitudinal axis (LA). ) In the position of the thermal radiation shield (3), the further cooler cooling stage (16) further protrudes into the cryogenic vessel (2) than the cooling stage (15), A cooling device (20) according to any one of the preceding claims. 前記切離し要素(5)は「負剛性」絶縁要素として設計されることを特徴とする、請求項1から20のいずれか1項に記載の冷却デバイス(20)。   21. A cooling device (20) according to any one of the preceding claims, characterized in that the decoupling element (5) is designed as a "negatively rigid" insulating element. 前記極低温容器(2)は電磁コイル(32)を含み、試料(31)が前記クライオスタット(23)の室温穴部(30)内に配置されており、前記試料(31)はNMR測定を受け、特に前記試料(31)のNMRスペクトルが記録されることを特徴とする、NMR測定構成(33)における請求項1から21のいずれか1項に記載の冷却デバイス(20)の使用。   The cryogenic container (2) includes an electromagnetic coil (32), the sample (31) is disposed in the room temperature hole (30) of the cryostat (23), and the sample (31) is subjected to NMR measurement. Use of the cooling device (20) according to any one of claims 1 to 21 in an NMR measurement configuration (33), characterized in that, in particular, the NMR spectrum of the sample (31) is recorded.
JP2015183984A 2014-09-30 2015-09-17 Cooling device with cryostat and cold head with reduced mechanical coupling Active JP6533726B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014219849.6A DE102014219849B3 (en) 2014-09-30 2014-09-30 Cooling device with cryostat and cold head with reduced mechanical coupling
DE102014219849.6 2014-09-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016075667A true JP2016075667A (en) 2016-05-12
JP6533726B2 JP6533726B2 (en) 2019-06-19

Family

ID=54544311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015183984A Active JP6533726B2 (en) 2014-09-30 2015-09-17 Cooling device with cryostat and cold head with reduced mechanical coupling

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9982840B2 (en)
JP (1) JP6533726B2 (en)
DE (1) DE102014219849B3 (en)
GB (1) GB2533026B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020235555A1 (en) * 2019-05-20 2020-11-26 住友重機械工業株式会社 Cryogenic device and cryostat

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016038093A1 (en) * 2014-09-09 2016-03-17 Koninklijke Philips N.V. Superconducting magnet with cryogenic thermal buffer
US10809330B2 (en) * 2016-03-09 2020-10-20 Synaptive Medical (Barbados) Inc. Reducing magnetic field instabilities caused by oscillations of a mechanical cryo-cooler in magnetic resonance systems
DE102016206435B4 (en) * 2016-04-15 2018-05-17 Bruker Biospin Ag Cooling device comprising a cryostat and a cold head, with improved decoupling to a cooling system and associated NMR measuring arrangement
DE102016214728B3 (en) * 2016-08-09 2017-08-03 Bruker Biospin Ag NMR apparatus with cooled probe head components insertable through a vacuum lock in the cryostats of a superconducting magnet assembly, and methods of assembling and removing same
DE102016218000B3 (en) * 2016-09-20 2017-10-05 Bruker Biospin Gmbh Cryostat arrangement with a vacuum container and an object to be cooled, with evacuable cavity
CN109237830B (en) * 2017-09-30 2020-12-11 北京空间飞行器总体设计部 Coaxial type pulse tube refrigerator cold end and refrigerator based on cold end
US11396980B2 (en) * 2018-11-13 2022-07-26 Quantum Design International, Inc. Low vibration cryocooled cryostat
DE102019209160B3 (en) 2019-06-25 2020-10-08 Bruker Switzerland Ag Cryostat arrangement with resilient, thermally conductive connecting element

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01250026A (en) * 1988-03-30 1989-10-05 Mitsubishi Electric Corp Infrared detecting device
JPH05243042A (en) * 1992-02-26 1993-09-21 Hitachi Cable Ltd Cooling equipment for superconducting coil
US20040144101A1 (en) * 2001-08-01 2004-07-29 Albert Hofmann Device for the recondensation, by means of a cryogenerator, of low-boiling gases evaporating from a liquid gas container
JP2007024490A (en) * 2005-06-23 2007-02-01 Bruker Biospin Ag Cryostat structure with cryocooler
US7287387B2 (en) * 2004-04-15 2007-10-30 Oxford Instruments Superconductivity Ltd Cooling apparatus
JP2012107868A (en) * 2012-03-09 2012-06-07 Sumitomo Heavy Ind Ltd Cryogenic cooling device

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0334404A (en) 1989-06-30 1991-02-14 Mitsubishi Electric Corp Cryogenic refrigerator
US5178357A (en) 1989-08-16 1993-01-12 Platus David L Vibration isolation system
US5446433A (en) * 1994-09-21 1995-08-29 General Electric Company Superconducting magnet having a shock-resistant support structure
DE19548273A1 (en) 1995-12-22 1997-06-26 Spectrospin Ag NMR measuring device with pulse tube cooler
JPH10282200A (en) * 1997-04-09 1998-10-23 Aisin Seiki Co Ltd Cooler for superconducting magnet system
US5782095A (en) * 1997-09-18 1998-07-21 General Electric Company Cryogen recondensing superconducting magnet
US6181228B1 (en) * 1999-11-09 2001-01-30 General Electric Company Superconductive magnet including a cryocooler coldhead
DE102004034729B4 (en) 2004-07-17 2006-12-07 Bruker Biospin Ag Cryostat arrangement with cryocooler and gas gap heat exchanger
US8069675B2 (en) * 2006-10-10 2011-12-06 Massachusetts Institute Of Technology Cryogenic vacuum break thermal coupler
US20140048989A1 (en) 2012-08-16 2014-02-20 Minus K. Technology, Inc. Vibration isolation systems
US20140202174A1 (en) 2013-01-24 2014-07-24 Cryomech, Inc. Closed Cycle 1 K Refrigeration System

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01250026A (en) * 1988-03-30 1989-10-05 Mitsubishi Electric Corp Infrared detecting device
JPH05243042A (en) * 1992-02-26 1993-09-21 Hitachi Cable Ltd Cooling equipment for superconducting coil
US20040144101A1 (en) * 2001-08-01 2004-07-29 Albert Hofmann Device for the recondensation, by means of a cryogenerator, of low-boiling gases evaporating from a liquid gas container
US7287387B2 (en) * 2004-04-15 2007-10-30 Oxford Instruments Superconductivity Ltd Cooling apparatus
JP2007024490A (en) * 2005-06-23 2007-02-01 Bruker Biospin Ag Cryostat structure with cryocooler
JP2012107868A (en) * 2012-03-09 2012-06-07 Sumitomo Heavy Ind Ltd Cryogenic cooling device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020235555A1 (en) * 2019-05-20 2020-11-26 住友重機械工業株式会社 Cryogenic device and cryostat
JP2020190345A (en) * 2019-05-20 2020-11-26 住友重機械工業株式会社 Cryogenic device and cryostat
US11808504B2 (en) 2019-05-20 2023-11-07 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Cryogenic device and cryostat

Also Published As

Publication number Publication date
GB2533026A (en) 2016-06-08
US20160091142A1 (en) 2016-03-31
JP6533726B2 (en) 2019-06-19
GB201517246D0 (en) 2015-11-11
GB2533026B (en) 2020-04-01
US9982840B2 (en) 2018-05-29
DE102014219849B3 (en) 2015-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6533726B2 (en) Cooling device with cryostat and cold head with reduced mechanical coupling
US11137193B2 (en) Cryogenic cooling apparatus
JP4908960B2 (en) Superconducting magnet apparatus and magnetic resonance imaging apparatus
JP4186636B2 (en) Superconducting magnet
JPH0418189B2 (en)
JP2008034846A (en) Cryostat having cryogenic temperature vessel supported within outer vacuum vessel
JP2007000254A (en) Superconduction electromagnet apparatus for mri
US5181385A (en) Cryostat and nuclear magnetic resonance imaging apparatus including a cryostat
JP3587844B1 (en) Superconducting magnet apparatus and magnetic resonance imaging apparatus using the same
JP4472715B2 (en) Cryogenic refrigerator
JP3901217B2 (en) Vibration isolation cryogenic equipment
JP4700999B2 (en) Magnetic resonance imaging system
JP6564415B2 (en) Cooling device with a cryostat and cold head for improved isolation from the cooling system
US20050099181A1 (en) Magnetic resonance imaging apparatus
WO2012127604A1 (en) Superconducting magnet
CN216928214U (en) Superconducting magnet device
JP5128211B2 (en) Superconducting magnet device and magnetic resonance imaging device
JP2005144132A (en) Superconductive magnet device and magnetic resonance imaging device using the same
JPH08288560A (en) Superconducting magnet
JP4521311B2 (en) Magnetic resonance imaging system
EP3674737A1 (en) Method for tuning a resonance frequency of an rf coil for a magnetic resonance system, a cryogenic device and magnectic resonance system assembly comprising such cryogenic device
JP2006261335A (en) Superconducting magnet apparatus
JPH05243042A (en) Cooling equipment for superconducting coil
JP3851215B2 (en) Superconducting magnet device
JP2024510764A (en) NMR magnet system with Stirling cooler

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180828

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20180828

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20181026

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181106

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190205

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190507

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190527

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6533726

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250